Wpływ druku 3D na przemysł opakowań

Wpływ druku 3D na przemysł opakowań

26/08/2020
Artykuł promocyjny

Spośród wszystkich trendów w branży opakowaniowej, druk 3D zajmuje czołowe miejsce. Kluczowym słowem jest tutaj „potencjał”. Co prawda addytywna produkcja nadal nie jest w tym obszarze wiodącą metodą, jednak oszczędności kosztów, jakie oferuje, są spore.

Druk 3D jest znacznie bardziej wydajny w produkcji opakowań niż jakakolwiek inna obecnie stosowana forma wytwarzania. Zużywa minimalną ilość materiału, a ponadto przyspiesza iteracje projektowe, umożliwiając szybsze wprowadzenie produktu na rynek.

Proces prototypowania jest szybszy i bardziej efektywny
Opakowanie ma kluczowe znaczenie dla zarządzania marką, dlatego szybkie tworzenie prototypów drukowanych w 3D, wraz z pełno kolorową grafiką i tekstem, pozwolą na przeprowadzenie niezbędnych badań marketingowych i przegląd projektów, w znacznie krótszych ramach czasowych. Wszelkie zmiany w kształcie pojemnika i / lub etykiecie, można wprowadzić w kolejnych prototypach w ciągu kilku dni, oceniając rozpoznawalność nowej marki produktu, zanim znajdzie się on na półce sklepowej.

Projektanci mogą cyfrowo stworzyć różne modele opakowań i następnie je wydrukować w 3D, aby uzyskać prawdziwy wgląd w to, jak funkcjonują ich prototypy. Wpływa to bezpośrednio na wydajność procesu produkcyjnego, a także lepsze dostosowanie produktu.

Limitowana edycja Pepsi „Czarna Pantera” z elementami drukowanymi w 3D
W ramach wyjątkowej kampanii marketingowej filmu o super bohaterach – Czarna Pantera, globalny koncern PepsiCo nawiązał współpracę z dostawcą usług produkcyjnych Protolabs, w celu stworzenia zestawu kolekcjonerskiego, zawierającego pięć specjalnych puszek Pepsi z wydrukowanymi w 3D maskami Czarnej Pantery.

Głównym wyzwaniem, przed którym stanął zespół projektantów i inżynierów pod kierownictwem Phinneya, podczas opracowywania repliki maski Czarnej Pantery, było ustalenie, w jaki sposób najlepiej byłoby ją wykonać. Poszukiwano rozwiązania produkcyjnego, które pozwoliłoby uzyskać bardzo złożoną geometrię, a jednocześnie byłoby ekonomiczne przy niewielkim nakładzie. Druk 3D idealnie wpisuje się w te wymagania. „Biorąc pod uwagę liczbę detali w masce i stosunkowo niewielki wolumen produkcyjny, od początku wiedzieliśmy, że druk 3D będzie najbardziej odpowiednim procesem wytwarzania dla tego projektu” – wyjaśnił Phinney. „Nakład nie był wystarczająco duży, aby uzasadnić inwestycję w formy do formowania wtryskowego, a ponadto spodobała nam się swoboda projektowania, jaką zapewnia produkcja addytywna.” – dodaje.

Poniżej zestaw promocyjny Czarna Pantera z maską drukowaną w technologii HP MJF 3D


Zespół Phinneya testował zastosowanie szeregu technologii druku 3D, w tym FDM, SLS, SLA, PolyJet, technologii CLIP firmy Carbon i Multi Jet Fusion, ale ostatecznie do realizacji swojej unikalnej koncepcji wykorzystał tylko dwie. Do stworzenia wstępnych prototypów masek użyto technologii FDM, natomiast do końcowej produkcji HP Multi Jet Fusion 3D, ze względu na niski koszt, jakość wykończenia powierzchni i możliwość precyzyjnego odtworzenia detali występujących w projekcie maski. Wybór technologii HP MJF 3D wynikał również z faktu, że oferuje wydruki o bardzo dobrych właściwościach mechanicznych, zatem wytrzymałe i trwałe, co jest niezbędne, jeśli chodzi o produkty kolekcjonerskie.

Optymalizacja przemysłowych maszyn pakujących
Druk 3D nie tylko przyspiesza procesy prototypowania opakowań, ale sprawdza się w również w optymalizacji przemysłowych maszyn pakujących. Dostawca takich zaawansowanych rozwiązań – firma Goglio, wykorzystała technologię HP MJF 3D w przeprojektowaniu komponentu przemysłowego do pakowania próżniowego. Celem firmy było zwiększenie produktywności posiadanego parku maszynowego, co udało się osiągnąć poprzez zmniejszenie wagi jednego z jej głównych komponentów.

Zoptymalizowany element przy tych samych właściwościach mechanicznych jest o 40% lżejszy, co przekłada się na zwiększenie produktywności maszyn, a co za tym idzie zmniejszenie kosztów produkcji ich części. Komponent został wykonany z materiału PA12 i przed ostatecznym montażem poddany testom obejmującym 2 miliony cykli produkcyjnych

Komponent do pakowania próżniowego kawy, wydrukowany w technologii HP MJF 3D

Komponent do pakowania próżniowego kawy, wydrukowany w technologii HP MJF 3D

Obecnie każda maszyna produkowana przez Goglio jest wyposażona w co najmniej kilkanaście komponentów wydrukowanych przestrzennie. To pokazuje, że przemysłowy druk 3D można z powodzeniem zastosować w celu usprawnienia przepływów pracy maszyn na linii produkcyjnej.

Element linii montażowej produktów HP Sprocket (druk MJF)

Element linii montażowej produktów HP Sprocket (druk MJF)

HP, oferując najbardziej zaawansowane rozwiązania do produkcji addytywnej, sama również z nich korzysta, drukując w technologii MJF 3D ponad 100 komponentów w urządzeniach z serii Indigo 2020, a także w maszynach na liniach pakujących. Więcej na ten temat można przeczytać tutaj.

Opakowania niestandardowe i spersonalizowane
Przy obecnym trendzie, aby wszystko było bardziej dostosowane do indywidualnych potrzeb odbiorcy, nie jest zaskakujące, że technologie wytwarzania, takie jak druk 3D, będą miały coraz większe znaczenie w wytwarzaniu niestandardowych opakowań, co jest już widoczne w branży spożywczej, gdzie cenione są spersonalizowane prezenty.

Zmniejszanie zanieczyszczenia odpadami plastikowymi
Druk 3D może również pomóc firmom w tworzeniu opakowań bardziej przyjaznych dla środowiska. Zanieczyszczenie odpadami z tworzyw sztucznych to ogromny problem, ale dzięki produkcji addytywnej można je naprawdę zminimalizować. Materiały do druku 3D są po pierwsze bardziej ekologiczne i bio plastyczne, a ponadto AM w produkcji opakowań może naprawdę pomóc w ochronie środowiska, ze względu na generowanie mniejszej ilości odpadów.

Niezależnie od produktu, funkcjonalność i prezentacja są kluczowe. Nowe osiągnięcia w druku 3D pozwalają firmom pracować szybciej i tworzyć wydajniejsze prototypy, a także testować projekty opakowań, które przyciągają zainteresowanie konsumentów i tworzą tożsamość marki. Branże się zmieniają, a potrzeby konsumentów ewoluują, dlatego firmy będą musiały być bardziej elastyczne niż kiedykolwiek wcześniej – a druk 3D opakowań i towarów konsumpcyjnych pomoże im pozostać w czołówce.